Senzorový systém Film-Inspect vyvinutý Fraunhoferovým institutem pro fyzikální měřicí techniky IPM ve spolupráci se specialistou na plazmové systémy Plasma Electronic využívá technologii infračerveného měření k detekci tenkých povlaků o tloušťce menší než 10 nm až 200 nm inline.
Plazmové nátěry nanášené na plastové obaly, například kvůli ochraně potravin, disponují difuzně nepropustnou vrstvou, např. z oxidu křemíku (SiOx) nebo oxidu hlinitého (AlOx). Ta chrání produkty, jako je káva nebo ořechy, před škodlivými vnějšími vlivy nebo ztrátou aroma. Srovnatelné tenké povlaky se také používají ve zcela odlišných oblastech – například ve farmaceutických výrobcích, v domácích spotřebičích, v palivových článcích, na dílech vozidel a v mnoha dalších průmyslových odvětvích. Lze je použít k optimalizaci smáčivosti, adhezních vlastností nebo povrchové chemie nebo k ochraně proti korozi.
Doposud však nebylo možné testovat kvalitu plazmových povlaků inline a bez poškození. Jedinou cestou bylo namátkové testování kvality pomocí časově náročných laboratorních postupů.
Inovativní senzor vyvinutý Fraunhoferovým IPM nyní umožňuje procesně integrované 100% testování jednotlivých dílů ve výrobním cyklu – dokonce i pro trojrozměrně tvarované složité povrchy, jako jsou ty, které se obvykle používají pro balení.
Kompaktní design umožňuje snadnou integraci do linky
Vědci využívají pro kontrolu kvality infračervené optické charakteristiky povlaků. Chemická vazba mezi atomy může být rezonančně excitována infračerveným světlem vhodné vlnové délky, tloušťku povlaku pak lze určit z intenzity odraženého světla. Volba vlnové délky závisí na potahovém materiálu a může být konfigurována tak, aby vyhovovala konkrétnímu materiálu.
Kompaktní snímač má velikost pouhých cca 20 × 40 × 80 mm a lze jej tedy snadno integrovat do výrobní linky. Ve výrobních procesech lze navíc propojit několik senzorů a komunikovat s nimi přes Profinet či OPC-UA. Pro jednodušší aplikace s jednotlivými senzory je k dispozici USB rozhraní a vyhodnocovací software.
Pole osmi senzorů přitom už bylo úspěšně uplatněno a odzkoušeno v praxi. Integrováno bylo do systému plazmového lakování a testováno partnerem projektu Plasma Electronic.
Kromě uvedené aplikace v dávkovém procesu lze Film-Inspect použít také v procesech kontinuálních. To rovněž umožňuje monitorovat potahovací systém roll-to-roll.
Fraunhoferův IPM už snímač Film-Inspect představil i na veletrhu Surface Technology 2024, který se uskutečnil počátkem června.